Historia de la quimica de isaac asimov

Breve Historia de la Química
Isaac Asimov
Capítulo 14
Reacciones nucleares
Contenido:
1. La nueva transmutación
2. Radiactividad artificial
3. Elementos transuránicos
4. Bombas nucleares
1. La nueva transmutación
Habiendo quedado claro que el átomo estaba formado por partículas más pequeñas, que se
reordenaban espontáneamente en las transformaciones radiactivas, el siguiente pasoparecía prácticamente obligado.
El hombre podía reordenar deliberadamente la estructura atómica de las moléculas en
reacciones químicas ordinarias. ¿Por qué no reordenar entonces los protones y neutrones del
núcleo atómico en reacciones nucleares? Ciertamente, los protones y los neutrones se unen
por fuerzas mucho mayores que las que unen a los átomos dentro de las moléculas, y los
métodos queservían para llevar a cabo las reacciones ordinarias no bastarán para las
reacciones nucleares; pero los hombres que habían resuelto el rompecabezas de la
radiactividad, se hallaban en el luminoso camino del éxito.
Fue Rutherford quien dio el primer paso. Bombardeó diversos gases con partículas alfa, y
halló que en ocasiones una partícula alfa golpeaba el núcleo de un átomo y lo desordenaba(véase fig. 23).
De hecho, Rutherford demostró en 1919 que las partículas alfa podían arrancar protones de
los núcleos de nitrógeno, y fusionarse con lo que quedaba. El isótopo más abundante del
nitrógeno es el nitrógeno-14, que tiene un núcleo formado por 7 protones y 7 neutrones.
Quitemos un protón y añadamos los 2 protones y los 2 neutrones de la partícula alfa, y nos
encontraremos con unnúcleo que posee 8 protones y 9 neutrones. Se trata del oxígeno-17.
La partícula alfa puede considerarse como un helio-4, y el protón como un hidrógeno-1.
Se deduce entonces que Rutherford llevó triunfalmente a cabo la primera reacción nuclear
hecha por el hombre:
nitrógeno 14 + helio 4 --> oxígeno 17 + hidrógeno 1
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Preparado por Patricio Barros
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Estoes un auténtico ejemplo de transmutación, de conversión de un elemento en otro. En
cierto modo era la culminación de los viejos anhelos alquimistas, pero, desde luego,
implicaba elementos y técnicas con los cuales los alquimistas no habían ni siquiera soñado.
Durante los cinco años siguientes, Rutherford llevó a cabo muchas otras reacciones
nucleares manejando partículas alfa. Lo que podíahacer, no obstante, era limitado, ya que
los elementos radiactivos proporcionaban partículas alfa de baja energía. Para conseguir
más, se requerían partículas más energéticas.
Figura 23. El experimento de Rutherford condujo al concepto de núcleo, y abrió las puertas
a la moderna física nuclear. Las partículas alfa emitidas por la fuente radiactiva se
desviaban al pasar a través de un pan de oro.El grado de desviación quedaba registrado
cuando las partículas chocaban con la placa fotográfica.
Los físicos se dedicaron a la tarea de diseñar mecanismos para acelerar las partículas
cargadas en un campo eléctrico, obligándolas a moverse cada vez más rápido, y a poseer,
por tanto, cada vez más energía. El físico inglés John Douglas Cockcroft (1897-1967) y su
colaborador, el físicoirlandés Ernest Thomas Sinton Walton (n. 1903), fueron los primeros
en diseñar un acelerador capaz de producir partículas lo bastante energéticas como para
llevar a cabo una reacción nuclear, lo que consiguieron en 1929. Tres años más tarde,
bombardearon átomos de litio con protones acelerados, y produjeron partículas alfa. La
reacción nuclear era:
hidrógeno 1 + litio 7 —> helio 4 + helio 4
En elaparato de Cockcroft-Walton, y en otros que se estaban proyectando, las partículas se
aceleraban en línea recta, y era difícil construir aparatos lo bastante largos para producir
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energías muy altas. En 1930, el físico americano Ernest Orlando Lawrence (1901-58) diseñó
un acelerador que obligaba a las partículas a...